光の波動性

🧠 光の干渉、回折、偏光polarized light 偏光（polarized light）polarized light（偏光） は、光が電磁波 electromagnetic wave 電磁波（electromagnetic wave） electromagnetic wave（電磁波） として振る舞う決定的な証拠である。

電磁波としての光

光は互いに直交する電場 electric field 電場（electric field） electric field（電場） と磁場の振動が進行方向へ伝播する横波 transverse wave 横波（transverse wave） transverse wave（横波） である。可視光の色は主に周波数または真空波長 vacuum wavelength 真空波長（vacuum wavelength） vacuum wavelength（真空波長） で決まる。

flowchart TD
  A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='electric field'>電場</span>・磁場が時間変動"]
  B["相互に直交して伝播"]
  C["重ね合わせで波動現象を示す"]
  A --> B
  B --> C

波動を表す量

$λ_0$は真空波長 vacuum wavelength真空波長（vacuum wavelength） vacuum wavelength（真空波長）。媒質中では周波数は変わらず、波長は$λ=λ_0/n$となる。

干渉・回折が示す波動性

横波transverse wave横波（transverse wave）transverse wave（横波）としての光は干渉・回折・偏光polarized light 偏光（polarized light）polarized light（偏光） を示す。波面wavefront 波面（wavefront）wavefront（波面） の各点から次の波面 wavefront 波面（wavefront） wavefront（波面） を作る規則はHuygens–Fresnelの原理で与えられる。

• コヒーレント光coherent light コヒーレント光（coherent light）coherent light（コヒーレント光） は一定の位相関係をもち、安定した干渉縞を作る。
• 強度intensity 強度（intensity）intensity（強度） は電場 electric field 電場（electric field） electric field（電場） 振幅の二乗に比例する。
• 幾何光学geometric optics 幾何光学（geometric optics）geometric optics（幾何光学） は波長より十分大きいスケールでの波動光学 wave optics 波動光学（wave optics） wave optics（波動光学） の近似である。

医学・測定への応用

顕微鏡の分解能、分光法spectroscopy分光法（spectroscopy）spectroscopy（分光法）、レーザー、偏光測定法polarimetry 偏光測定法（polarimetry）polarimetry（偏光測定法） の基礎となる。干渉の位相関係は、光コヒーレンス coherence コヒーレンス（coherence） coherence（コヒーレンス） トモグラフィーで薄層の厚さを評価する測定原理にも用いられる。¹²

まとめ

• 光の干渉、回折、偏光polarized light 偏光（polarized light）polarized light（偏光） は、光が電磁波 electromagnetic wave 電磁波（electromagnetic wave） electromagnetic wave（電磁波） として振る舞う決定的な証拠である。
• コヒーレント光coherent light コヒーレント光（coherent light）coherent light（コヒーレント光） は一定の位相関係をもち、安定した干渉縞を作る。
• 顕微鏡の分解能、分光法spectroscopy分光法（spectroscopy）spectroscopy（分光法）、レーザー、偏光測定法polarimetry 偏光測定法（polarimetry）polarimetry（偏光測定法） の基礎となる。